Mineralcomposition of beach sediments from the area "Fähre Großenbrode-Kliff Wulfen" on Fehmarn

Um die Insel Fehmarn und an der Nordküste Wagriens wurden rund 2500 Strand-, Flachwasser- und Seesandproben zum Erkennen der Materialtransportwege sedimentpetrographisch untersucht. Für die Schwermineralbestimmung wurde hauptsächlich die Fraktion 0,2-0,1 mm herangezogen, da diese für die vorliegenden Sedimente charakteristisch ist. Da die Mineralzusammensetzung der Sedimente im gesamten Untersuchungsgebiet gleich ist, also nirgends örtlich sog. Leitminerale zugeführt werden, wurden bei der Auswertung der Analysenergebnisse die hydrographischen Verhältnisse der westlichen Ostsee und die Abhängigkeit des Sedimentes von der Kraft des bewegten Meerwassers beachtet. Bezüglich der Abhängigkeit des transportierten Materials von der Wasserkraft werden drei voneinander abweichende Systeme, nämlich der Strand, die Brandungszone und das tiefere Wassergebiet, erkannt. Am Strand ist die angewandte Untersuchungsmethode sowohl an langgestreckten Küsten als auch in stark untergliederten Ufergebieten zum Erkennen der Sandwanderbahnen geeignet. Erosion und Neuzuführung von Material auf dem Transportwege zeigen das gleiche mineralische Bild, und eine Entscheidung, welcher dieser beiden Fälle tatsächlich vorliegt, kann nur im Gelände getroffen werden. Die Korngrößenanalyse allein ist zur Beantwortung vorliegender Fragestellungen nicht brauchbar, weil durch gegebene hydrographische Bedingungen die Korngröße in Transportrichtung sowohl abnehmen als auch zunehmen kann. In Strandgebieten mit veränderter natürlicher Beschaffenheit der Sedimente und an Küsten mit ausgedehnten vorgelagerten materialliefernden Abrasionsflächen ist die Grenze der Methode aufgezeigt. Höfte, Haken und Sandinseln zeigen jeweils typische mineralische Zusammensetzungen ihres Strandes, aus welchen die Entstehung der betreffenden Anlandungsformen abgeleitet werden kann. Quer über die Brandungszone weisen die Sedimente auf engem Raum wechselnde Mineralzusammensetzung auf, aus der auf die örtlichen hydrographischen Verhältnisse geschlossen werden kann. Zum Vergleich sedimentpetrographischer Ergebniswerte sind nur Sande, die unter gleichen Ablagerungsbedingungen entstanden sind, geeignet. Zum Erkennen der Materialwanderwege wurden entweder Sandproben von den Riffkämmen oder aus den Rinnen zwischen zwei Sandanhäufungszonen untersucht. In beiden Fällen wurden die Transportrichtungen erkannt. In Gebieten, in denen die Strandsanduntersuchungen negativ verliefen, ließen die Riffsandproben Schlüsse auf die Materialschüttungsrichtungen zu. An exponierten Küsten mit mehreren wirksamen Windrichtungen darf jedoch nicht von dem einen auf das andere Wandersystem geschlossen werden. Eine Umkehr der Materialvertriftung zwischen Flachwasser und Strand kann vorliegen. Im tieferen Wasser ist es möglich, mit gleicher Methode unter Berücksichtigung der Morphologie des Meeresgrundes die Materialschüttungsrichtung zu erkennen. Zur Sedimentuntersuchung auf Linienprofilen sind nur Proben gleicher Wassertiefe geeignet; die Sonderung des Materials nach der Tiefe muß beachtet werden. Aus den ermittelten sedimentpetrographischen Werten lassen sich eine Reihe von Beziehungen ablesen, die zur Deutung der Mineralgesellschaft und für die Auswertung der Untersuchungsergebnisse herangezogen werden können. Als regionales Ergebnis der vorstehenden Untersuchung kann eine Karte der Küsten Fehmarns und Nordoldenburgs vorgelegt werden, in der die Sandwanderungswege am Strand, in der Flachwasserzone und in den daran anschließenden tieferen Wassergebieten dargestellt sind.

Granulometry, mineralogy and organic matter content of permafrost core 5011-3

The combination of permafrost history and dynamics, lake level changes and the tectonical framework is considered to play a crucial role for sediment delivery to El'gygytgyn Crater Lake, NE Russian Arctic. The purpose of this study is to propose a depositional framework based on analyses of the core strata from the lake margin and historical reconstructions from various studies at the site. A sedimentological program has been conducted using frozen core samples from the 141.5 m long El'gygytgyn 5011-3 permafrost well. The drill site is located in sedimentary permafrost west of the lake that partly fills the El'gygytgyn Crater. The total core sequence is interpreted as strata building up a progradational alluvial fan delta. Four macroscopically distinct sedimentary units are identified. Unit 1 (141.5-117.0 m) is comprised of ice-cemented, matrix-supported sandy gravel and intercalated sandy layers. Sandy layers represent sediments which rained out as particles in the deeper part of the water column under highly energetic conditions. Unit 2 (117.0-24.25 m) is dominated by ice-cemented, matrix-supported sandy gravel with individual gravel layers. Most of the Unit 2 diamicton is understood to result from alluvial wash and subsequent gravitational sliding of coarse-grained (sandy gravel) material on the basin slope. Unit 3 (24.25-8.5 m) has ice-cemented, matrix-supported sandy gravel that is interrupted by sand beds. These sandy beds are associated with flooding events and represent near-shore sandy shoals. Unit 4 (8.5-0.0 m) is ice-cemented, matrix-supported sandy gravel with varying ice content, mostly higher than below. It consists of slope material and creek fill deposits. The uppermost metre is the active layer (i.e. the top layer of soil with seasonal freeze and thaw) into which modern soil organic matter has been incorporated. The nature of the progradational sediment transport taking place from the western and northern crater margins may be related to the complementary occurrence of frequent turbiditic layers in the central lake basin, as is known from the lake sediment record. Slope processes such as gravitational sliding and sheet flooding occur especially during spring melt and promote mass wasting into the basin. Tectonics are inferred to have initiated the fan accumulation in the first place and possibly the off-centre displacement of the crater lake.

Mineralogical, geochemical and magnetic signatures of surface sediments from the Canadian Beaufort Shelf and Amundsen Gulf (Canadian Arctic)

Mineralogical, geochemical, magnetic, and siliciclastic grain-size signatures of 34 surface sediment samples from the Mackenzie-Beaufort Sea Slope and Amundsen Gulf were studied in order to better constrain the redox status, detrital particle provenance, and sediment dynamics in the western Canadian Arctic. Redox-sensitive elements (Mn, Fe, V, Cr, Zn) indicate that modern sedimentary deposition within the Mackenzie-Beaufort Sea Slope and Amundsen Gulf took place under oxic bottom-water conditions, with more turbulent mixing conditions and thus a well-oxygenated water column prevailing within the Amundsen Gulf. The analytical data obtained, combined with multivariate statistical (notably, principal component and fuzzy c-means clustering analyses) and spatial analyses, allowed the division of the study area into four provinces with distinct sedimentary compositions: (1) the Mackenzie Trough-Canadian Beaufort Shelf with high phyllosilicate-Fe oxide-magnetite and Al-K-Ti-Fe-Cr-V-Zn-P contents; (2) Southwestern Banks Island, characterized by high dolomite-K-feldspar and Ca-Mg-LOI contents; (3) the Central Amundsen Gulf, a transitional zone typified by intermediate phyllosilicate-magnetite-K-feldspar-dolomite and Al-K-Ti-Fe-Mn-V-Zn-Sr-Ca-Mg-LOI contents; and (4) mud volcanoes on the Canadian Beaufort Shelf distinguished by poorly sorted coarse-silt with high quartz-plagioclase-authigenic carbonate and Si-Zr contents, as well as high magnetic susceptibility. Our results also confirm that the present-day sedimentary dynamics on the Canadian Beaufort Shelf is mainly controlled by sediment supply from the Mackenzie River. Overall, these insights provide a basis for future studies using mineralogical, geochemical, and magnetic signatures of Canadian Arctic sediments in order to reconstruct past variations in sediment inputs and transport pathways related to late Quaternary climate and oceanographic changes.